WO2004102117A1

WO2004102117A1 - 角速度センサおよび角速度検出装置

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Publication number: WO2004102117A1
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Inventors: Takahiko Suzuki
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Abstract

外部振動によっては生じ得ない振動モードを使用して高精度の角速度検出を行い得る安価な角速度センサを提供する。磁歪材料を用いて形成された振動体(2)と、振動体(2)の軸線(A)を含む第1の平面上に振動体(2)を内包するようにして配設された第1のコイル(4)と、振動体(2)の表面における軸線(A)の通過部位において振動体(2)を支持する非磁性材料製の支持部材と、第1の平面と交差し軸線(A)を含む第2の平面上に振動体(2)および第1のコイル(4)を内包するようにして配設された第2のコイル(6)とを備え、第1のコイル(4)は、供給された励磯電流に基づいて振動体(2)の内部に磁界を発生させることによって磁界の方向に沿った振動を振動体(2)に発生させることによって、第2のコイル(6)は、角速度によって生ずる振動体(2)の振動変化に応じた磁束変化を検出する。

Description

明細書角速度センサおよび角速度検出装置技術分野

本発明は、磁歪材料で構成された振動体を用いた角速度センサおよびこの角速度センサを用いた角速度検出装置に関するものである。背景技術

角速度を検出するために、多くの方式が従来がら実用化されている。その中でも比較的構造が簡単で、しかも安価な角速度センサとして、一次元の振動運動状態にある振動体に対して角速度が印加されたときに振動方向に対して直交する方向に生じるコリオリ力を何らかの方法で検出することによって角速度を検出する方法を採用した角速度センザが広く使用されている。この角速度センサは、別名、レートジャイロと呼ばれ、特に、上記した振動体を用いているものは、一般に振動ジャイロと呼ばれている。この振動ジャイロでは、多くの場合、圧電セラミックを用いて振動体が形成されており、交流電圧を印加することによって励振させた状態の振動体に角速度が加わった際に、コリオリカによつて振動体に生じる変位を圧電効果によつて電気信号として取り出して角速度を検出している。

しかしながら、この圧電セラミックを用いた圧電型角速度センサには、以下のような問題点がある。すなわち、この角速度センサでは、振動体に圧電素子を接着する構成、および振動体自身を圧電素子とする構成のいずれかを採用する必要があるが、いずれの構成を採用したとしても、圧電素子を駆動し、かつ圧電効果による電気信号を検出するためには、圧電素子の電極に配線を接続する必要がある。その結果、この配線を通して外部振動が振動体に伝達されて、角速度を正確に検出できないという問題点がある。そこで、この問題点を改善するために、例えば、特開平 5— 1 9 1 7号公報に記載された振動ジャイロ（1 0 ) では、同公報中の第 1図に示すように、振動体（1 2 ) は、そのノード点付近に取り付けられた支持部材（2 2 a , 2 2 b ) によって支持されている。また、リード線（2 4 a , 2 4 b ) は、同公報中の第 2図に示すように、振動体 (12) に沿わせて支持部材（22b) に巻き付けられている。さらに、リード線（2 4a, 24b) は、支持部材（22b) から圧電素子（14a， 14b) 付近に至るまで間、シリコンなどの弾性接着剤（26) によって振動体（12) に取り付けられている。同様にして、リード線（24c) は、振動体（12) に沿わせた状態において弾性接着剤（26) で部分的に接着されて、支持部材（22 a) に巻き付けられている。以上の構成により、この振動ジャイロ（10) では、弾性接着剤（26) を用いてリード線（24 a~24 c) を振動体（12) に取り付けているため、弾性接着剤（26) がダンピング材として機能する。したがって、リード線（24 a~24c) に伝わった外部振動が弾性接着剤（26) によづてダンピング（低減）される結果、振動体（12) の屈曲振動に対する外部振動の影響が軽減される。

しかしながら、この振動ジャイロ（10) では、弾性接着剤（26) の量によってダンビング特性が変化することに起因して、外部振動の軽減度合いを一定にすることが困難のため（再現性が良好でないため）、高精度で角速度を検出するのが困難であるという問題^が存在する。また、弾性接着剤（26) は温度変化や経時変化によってその弾性特性が変化（劣化）する。このため、この振動ジャイロ（10) には、振動の漏洩を長期に亘つて良好に軽減することが困難であるという問題点も存在する。また、弾性接着剤（26) はその管理が容易ではなく、しかも作業性に劣るため、振動ジャイロ（1 0) の生産性を向上させるのが困難であるという問題点も存在する。

そこで、外部振動による振動体への影響をより効果的に軽減し得る方法として、外部振動によって振動体に引き起こされる可能性の少ない振動モードで振動体を振動させる振動ジャイロが提案されている。この種の振動ジャイロとしては、例えば、特開平 10 一 267667号公報に開示されているジャイロ（ジャイロスコープ）が知られている。このジャイロでは、リング形状の振動共振器 (1) を複数の可撓性支持ビーム（5) で静磁場中に宙吊り状に支持すると共に、その形状がリング形状から楕円形に、また楕円形からリング形状に変化可能に電磁誘導によって振動共振器 (1) を振動させる振動モ一ドを利用している。このような振動モードは外部振動によっては極めて起こりにくレ振動のため、外部振動が加わったときであっても上記の振動モードへの影響が非常に少ない構造となっている。したがって、このジャイロでは、外部振動が加わったときにも角速度を精度よく検出することが可能となっている。ところが、このジャイロでは、振動共振器 ( 1 ) を支持する複数の可撓性支持ビーム ( 5 ) を、例えばマイクロマシ一二ング（微細加工技術）を利用して非常に精密に製作する必要があるため、製造費が高価になるという問題点がある。

一方、特開平 7— 2 0 1 4 0号公報に開示されている角速度センサでは、磁歪材料によって形成された振動体（1 1 ) に駆動コイル（1 2 ) で発生した励磁界を与えて屈曲振動させる。この振動状態において、振動体（1 1 ) に角速度が加わったときには、振動方向に対して直交する方向のコリオリカが振動体（1 1 ) の脚部に生じる。この場合、このコリオリカによって振動方向が基本振動方向から若干ずれる（ねじれる）結果、脚部に作用する応力が変化して、逆磁歪効果によって生じる磁化も変化する。このため、この角速度センサでは、この磁化の変化を検出コイル（1 3 a， 1 3 b ) で検出することにより、振動体（1 1 ) に加わっている角速度を非接触で検出することが可能となつている。

しかしながら、この角速度センサで利用されている振動モード（振動体（1 1 ) を屈曲振動させる振動モード）が外部振動によって影響を受け易い振動モードのため、この角速度センサには、高精度で角速度を検出するのが困難であるという問題点が存在する。以上のように、従来、種々の角速度センサが開発されているが、上記したように、特開平 5— 1 9 1 7号公報および特開平 7— 2 0 1 4 0号公報に開示された角速度センサでは、振動体が外部振動の影響を受け易いために、高精度で角速度を検出するのが困難であるという問題点が存在し、特開平 1 0— 2 6 7 6 6 7号公報に開示されたジャイロでは、振動体に対する外部振動の影響を低減できるものの、製造コストが非常に高価になると.いう問題点がある。発明の開示

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部振動によつては生じ得ない振動モードを使用して高精度の角速度検出を行い得る安価な角速度センサおよび角速度検出装置を提供することにある。

本発明に係る角速度センサは、磁歪材料を用いて平面視円板状に形成された振動体と、振動体の軸線を含む第 1の平面上に振動体を内包するようにして配設された第 1のコィルと、振動体の表面における軸線の通過部位においてこの振動体を支持する非磁性材料製の支持部材と、第 1の平面と交差し軸線を含む第 2の平面上に振動体および第 1のコィルを内包するようにして配設された第 2のコイルとを備え、第 1のコイルおよび第 2 のコイルのうちの一方は、供給された励磁電流に基づいて振動体の内部に磁界を発生させることによって、磁界の方向に沿った振動を振動体に発生させ、第 1のコイルおよび第 2のコイルのうちの他方は、角速度によつて生ずる振動体の振動変化に応じた磁束変化を検出するようにしたものである。

この場合、振動体、第 1のコイルおよび第 2のコイルを収容する磁性材料製のケースを備えているのが好ましい。

本発明に係る第 1の角速度検出装置は、互いに直交する 2つの軸上にそれぞれ上記した構成の角速度センサを配設して構成したものである。

本発明に係る第 2の角速度検出装置は、互いに直交する 3つの軸上にそれぞれ上記した構成の角速度センサを配設して構成したものである。

以上のように、本発明に係る角速度センサによれば、第 1のコイルおよび第 2のコィルのうちの一方が励磁電流に基づいて振動体の内部に磁界を発生させることによって、磁界の方向に沿った振動を振動体に発生させ、第 1のコイルおよび第 2のコイルのうちの他方が角速度によって生ずる振動体の振動変化に応じた磁束変化を検出することにより、通常の状態では起こり得ない振動状態（振動モード）で振動体を振動させることができ、これにより、支持部材による振動体に対する振動の阻害を回避しつつ、外部振動が振動体に伝わったときであっても、その外部振動による影響を殆ど受けることなく振動体を基本振動での振動状態に維持することができる。したがって、この角速度センサによれば、外部振動が加わった状態においても、高い精度で角速度を検出することができる。また、振動体を支持部材のみで支持する簡易な構成を採用したことにより、角速度センサを十分安価に製造することができる。

また、本発明に係る角速度センサによれば、振動体、第 1のコイルおよび第 2のコィルを磁性材料製のケース内に収容することにより、第 1のコイルおよび第 2のコイルのうちの一方のコイルによる磁界のケースの外部への漏洩を防止できると共に、外部磁界のケースの内部への侵入を抑制して振動体と、第 1のコイルおよび第 2のコイルのうちの他方のコイルとに対する外部磁界の影響を低減することができる。また、ケースが振動体と相俟って一方のコルによって生成される磁界に対する閉磁路を形成するため、漏れ磁束を低減できる結果、より一層効率よく振動体を振動させることができる。また、本発明に係る角速度検出装置によれば、上記の角速度センサを、互いに直交する 2つの軸上にそれぞれ配設し、または 3つの軸上にそれぞれ配設することにより、外部振動が加わつた状態であっても 2軸または 3軸の方向に対する角速度を高い精度で検出することができる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の実施の形態に係る角速度センサの分解斜視図である。

第 2図は、角速度センサの内部構造、発振駆動回路および同期検波回路を説明するための説明図である。

第 3図は、励磁コイルによって生成される合成磁界の方向、および角速度センサに角速度が加わっていない状態における振動体の振動方向を示す、振動体、励磁コイルおよび検出コイルの平面図である。

第 4図は、角速度センサに対して時計方向回りの角速度が加わった状態での振動体内部における磁界の方向および振動体の振動方向を示す、振動体、励磁コイルおよび検出コイルの平面図である。

第 5図は、角速度センサに対して反時計方向回りの角速度が加わった状態での振動体内部における磁界の方向および振動体の振動方向を示す、振動体、励磁コイルおよび検出コイルの平面図である。

第 6図は、 3つの角速度センサを用いた角速度検出装置の構成を示す分解斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して、本発明に係る角速度センサおよび角速度検出装置の好適な実施の形態について説明する。

最初に、本発明に係る角速度センサの構成について、図面を参照して説明する。角速度センサ 1は、第 1図，第 2図に示すように、振動体 2、支持部材 3、第 1のコィル 4、発振駆動回路 5、第 2のコイル 6、同期検波回路 7およびケース 8を備えている。本実施の形態では、一例として、第 1のコイル 4を励磁コイルとして使用すると共に、第 2のコイル 6を検出コイルとして使用する。このため、第 1のコイル 4を励磁コィル 4とも言い、第 2のコイル 6を検出コイル 6とも言う。

この場合、振動体 2は、第 3図に示すように、一例として、印加される磁界の向きとは関係なく伸長する正の磁歪特性を有する磁歪材料を用いて平面視円板状（一例として、扁平な円板体）に形成されている。この場合、磁歪材料としては、正または負の磁歪特性を有する材料、具体的には N i— F e系磁歪材料や R F e系磁歪材料等を使用することができる。また、磁歪材料としては、磁歪効果を示す向きがランダムの等方性磁歪材料が用いられている。ただし、振動体 2における振動の効率を高めるためには、印加される磁界の向きとその向きとが同一方向に揃っている異方性磁歪材料を用いるのが好ましい。この異方性磁歪材料を用いる場合には、振動体 2は、その表面における軸線 A

(同図参照）を通過して第 1のコイル 4が配設される第 1の平面 P L 1に直交する矢印 Bの方向に沿う向きで配向して構成される。

支持部材 3は、非磁性材料を用いて一例として円柱状に形成されると共に、第 2図に示すように、その一端面（下面）が第 1のコイル 4における後述するポビン 1 1の下枠上面に固定されると共に、その軸線と振動体 2の軸線 Aとを一致させた状態でその他端面（上面）が振動体 2の下面中央部分（振動体 2の表面における軸線 Aの通過部位）に固定されて、第 1のコイル 4および第 2のコイル 6との接触を回避しつつ振動体 2を支持する。この場合、振動体 2の下面中央部分は、振動体 2による振動の中心点（不動点）として機能する。また、この不動点は、角速度センサ 1に加わる角速度の大きさや加速度の方向が変化したときにも、振動の中心としての機能が不変であるという性質を有する。したがって、外部から加わる振動による影響を受けることなく広い角速度領域に亘つて正確な角速度検出が可能となっている。

励磁コイル 4は、第 1図，第 2図に示すように、平面視長方形の枠状に形成された非磁性材料製（一例として合成樹脂製）のポビン 1 1の外周面に線材（一例として、被覆銅線）を巻回することによって形成されている。また、励磁コイル 4は、上記したように、振動体 2の軸線 Aを含む第 1の平面 P L 1 (第 3図参照）上において、振動体 2を内包するようにして配設されている。また、励磁コイル 4は、発振駆動回路 5から供給される駆動信号 S aに基づいて生成した磁界を振動体 2に印加することにより、振動体 2を振動させる。

発振駆動回路 5は、第 2図に示すように、駆動信号 S a、および駆動信号 S aに同期した基準信号 S bを生成して、駆動信号 S aを励磁コイル 4に供給すると共に、基準信号 S bを同期検波回路 7に供給する。一例として、発振駆動回路 5は、駆動信号 S aとして、振動体 2にバイアス磁界を加えるための直流電圧を交流電圧に重畳した信号を生成する。したがって、振動体 2を直線性がよくかつ変化量の大きな領域で効率よく振動させることができる。

検出コイル 6は、第 1図，第 2図に示すように、平面視長方形の枠状に形成された非磁性材料製（一例として合成樹脂製）のポビン 1 2の外周面に線材（一例として、被覆銅線による巻線）を巻回することによって形成されている。また、検出コイル 6は、第 1の平面 P L 1と交差し（この例では、直交し）、かつ軸線 Aを含む第 2の平面 P L 2 (第 3図参照）上において、振動体 2および励磁コイル 4を内包するようにして配設されている。つまり、検出コイル 6は、第 3図に示すように、平面視の状態では、励磁コィル 4に対して直交するようにして配設されている。また、検出コイル 6は、励磁コィル 4によって生成される磁束のうちの、その内部を通過（貫通）する磁束の数に応じた電圧の誘起電圧を検出する。

同期検波回路 7は、検出コイル 6の内部を通過する磁束の数に応じた電圧で検出コィル 6の両端に誘起する信号 S cを基準信号 S bで同期検波することにより、信号 S cの電圧値に応じた電圧値であって信号 S cの位相に応じた極性（正負）の直流検出電圧 V dを出力する。

ケ一ス 8は、第 1図，第 2図に示すように、磁性材料を用いてそれぞれ構成された上ケース 2 1と下ケース 2 2とを備えている。この場合、上ケース 2 1は一端側（同図中の上端側）が閉塞して下端側が開口する円筒体に形成されている。また、上ケース 2 1 の直径（内径）は、励磁コイル 4および検出コイル 6における長尺方向の長さよりも若干長めに形成されて、これらの部材および振動体 2を収容可能に構成されている。一方、下ケース 2 2は、上ケース 2 1における開口側（同図中の下端側）を閉塞可能な円板体に形成されて、上ケース 2 1に対する蓋として機能すると共に、励磁コイル 4および検出コイル 6を載置するための載置台としても機能する。一例として、下ケース 2 2は、その上ケース 2 1側の面における中央部分が上ケース 2 1に嵌入可能な円柱状に形成されて、上ケース 2 1と嵌合可能な段付き円板体に構成されている。この構成により、上ケース 2 1の開口側を下ケース 2 2が閉塞した状態において、上ケース 2 1と下ケース 2 2との相対的な位置ずれを防止している。また、下ケース 2 2における中央部分の上面には、励磁コイル 4を支持するための非磁性材料製の支持台 2 3がー対配設されている。

このような構成のケース 8内に、下ケース 2 2における中央部分の上面に検出コイル 6を載置すると共に、振動体 2の軸線 Aとケース 8の軸線とがー致するようにして支持台 2 3， 2 3上に励磁コイル 4を載置することで、両コイル 4 , 6と支持部材 3によつて支持された状態の振動体 2とがケース 8の内部に収納される。したがって、磁性材料製の上ケース 2 1および下ケース 2 2は、励磁コイル 4によって生成される磁界のケース 8の外部への漏洩を防止すると共に外部磁界のケース 8の内部への侵入を抑制することによつて振動体 2および検出コイル 6に対する外部磁界の影響を低減するシールド機能を備えている。さらに、ケース 8は、振動体 2と相俟って、励磁コイル 4によって形成される磁界に対する閉磁路を形成する機能も備えている。

次いで、角速度センサ 1の角速度検出動作について第 2図〜第 5図を参照して説明する。

発振駆動回路 5から励磁コイル 4に駆動信号 S aが供給されている状態では、励磁コィル 4は、第 3図に示すように、振動体 2が配設された領域内を通過する合成磁界 Cを生成する。この場合、合成磁界 Cは、駆動信号 S aのうちの直流電圧に基づくバイアス磁界と、駆動信号 S aのうちの交流電圧に基づく交番磁界とが合成されて生成される。この合成磁界 Cは、振動体 2、および振動体 2を取り囲むようにして配設された上ケース 2 1によって形成される磁気回路（閉磁路）内を通過するため、振動体 2に効率よく供給される。また、合成磁界 Cは、その方向が同図に示す検出コイル 6の配置されている方向（矢印 Bで示す方向）と一致している。この状態において、振動体 2は、軸線 A 回りの角速度が加わっていないときには、駆動信号 S aに含まれている交流電圧の周期に同期して、矢印 Bで示す方向に沿って伸縮を繰り返して振動する。具体的には、振動体 2は、その平面形状を円形からほぼ楕円形、またほぼ楕円形から円形へと繰り返し変形させて、第 1の平面 P L 1を基準（中心）として伸縮する方向で振動する（第 3図〜第 5図では、振動体 2の変形を誇張して示すものとし、楕円形に変形した状態を一点鎖線で示し、円形に戻った状態を実線で示す）。この状態では、合成磁界 Cの向きが検出コイル 6と平行になるため、磁束は検出コイル 6の内部を殆ど通過しない。したがって、この合成磁界 Cに起因する電圧は検出コイル 6に殆ど誘起しない。以下、理解を容易にするために、この状態における振動体 2の振動方向（矢印 Bで示される方向）を基本振動方向ともいう。

この状態において、第 4図に示すように、角速度センサ 1に対して軸線 Aを中心として時計方向回り（同図中の矢印 Fの向き）の角速度が加わった場合、振動体 2には基本振動方向 Bに直交する方向に角速度に応じた大きさのコリオリカが発生するため、振動体 2の振動方向は、それまでの基本振動方向 Bの方向から同図に矢印 Dで示す振動方向の向きに変化する。この場合、基本振動方向 Bと矢印 Dで示す振動の向きとのずれ量は、角速度の大きさに応じて変化する。同様にして、振動体 2の内部を通過する磁界（磁束）の方向も、矢印 Dと同方向に角速度の大きさに応じて変化する（ずれる）。このため、基本振動時には検出コイル 6の卷線に対して平行に通過していた磁束が、その巻線と交差するように変化する。この結果、角速度の大きさに応じた信号 S cがコイル 6 b の両端に誘起する。したがって、同期検波回路 7によって生成される直流検出電圧 V d も、その電圧値が角速度に応じて変化する。

一方、第 5図に示すように、角速度センサ 1に対して軸線 Aを中心として反時計方向回り（同図中の矢印 Gの向き）の角速度が加わった場合、上記と同様にして振動体 2には角速度に応じた大きさのコリオリカが発生して、振動体 2の振動方向は、それまでの基本振動方向 Bの方向から同図に矢印 Eで示す振動方向の向きに変化する。この場合にも、基本振動方向 Bと矢印 Eで示す振動の向きとのずれ量は、角速度の大きさに応じて変化する。同様にして、振動体 2の内部を通過する磁界（磁束）の方向も、矢印 Eと同方向に角速度の大きさに応じて変化する（ずれる）。このため、基本振動時には検出コィル 6の卷線に対して平行に通過していた磁束が、その巻線と交差するように変化する。この結果、角速度の大きさに応じた信号 S cがコイル 6 bの両端に誘起する。この場合、信号 S cの極性（位相）は、角速度センサ 1に対して軸線 Aを中心として時計方向回りの角速度が加わったときとは逆極性（逆相）となる。したがって、同期検波回路 7によつて生成される直流検出電圧 V dも、その極性（正負）が角速度センサ 1に対して軸線 Aを中心として時計方向回りの角速度が加わったときとは逆になる以外は、同じようにして、その電圧値が角速度に応じて変化する。

したがって、この角速度センサ 1を使用することにより、同期検波回路 7によって生成される直流検出電圧 V dの極性に基づいて、角速度センサ 1に加わっている角速度の方向（時計方向か反時計方向か）を特定することができると共に、直流検出電圧 V の電圧値の大きさに基づいて、角速度の大きさを特定することができる。

このように、この角速度センサ 1によれば、伸縮振動における不動点としての中心部分に固定された支持部材 3で検出コイル 6を含む他の部材と非接触の状態で振動体 2を支持し、かつ、励磁コイル 4によって振動体 2の内部に合成磁界 Cを発生させて、振動体 2の中心部分（支持部材 3によって支持されている不動点）を通過する第 1の平面 P L 1を基準として振動体 2を円形からほぼ楕円形、ほぼ楕円形から円形というように伸縮させて振動させるという、通常の状態では起こり得ない振動状態（振動モード）で振動体 2を振動させることにより、支持部材 3による振動体 2に対する振動の阻害を回避しつつ、外部振動が振動体 2に伝わったときであっても、その外部振動が振動体 2の振動モードに転換されることはないのでその影響を殆ど受けることなく、振動体 2を基本振動での振動状態に維持することができる。したがって、この角速度センサ 1によれば、外部振動が加わった状態においても、高い精度で角速度を検出することができる。

さらに、振動体 2を支持部材 3で支持する簡易な構成を採用したことにより、角速度センサ 1を十分に安価に製造することができる。また、振動体 2、励磁コイル 4および検出コイル 6を磁性材料製のケース 8内に収容したことにより、励磁コィル 4による磁界のケース 8の外部への漏洩を防止できると共に、外部磁界のケース 8の内部への侵入を抑制して振動体 2および検出コイル 6に対する外部磁界の影響を低減することができる。また、ケース 8が振動体 2と相俟って励磁コイル 4によって生成される磁界に対する閉磁路を形成するため、漏れ磁束を低減できる結果、より一層効率よく振動体 2を振動させることができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、直流電圧と交流電圧とを合成した駆動信号 S aに基づいて生成した合成磁界 Cによつて振動体 2を振動させる例について説明したが、直流電圧を重畳させることなく交流電圧のみで構成される駆動信号 S aを用いることもできる。この構成によれば、直流電圧を駆動信号 S aに重畳しないため、発振駆動回路 5の複雑化を回避することができるものの、振動体 2にバイアス磁界を印加しないために、振動体 2を振動させる効率が低下する。しかしながら、発振駆動回路— 5を簡易に構成す ¾ことができるため、簡易で安価に角速度センサ 1を構成することができる。さらに、直流電圧によってバイアス磁界を加えた構成と比較して、振動体 2を 2倍の周波数で振動させることができるため、振動周波数の高い加速度センサを簡易に構成することができる。

また、上記した実施の形態では、振動体 2の下面中央部分とポビン 1 1の下枠との間に支持部材 3を配設して振動体 2を支持した例について説明したが、この構成に代えて、振動体 2の上面中央部分とポビン 1 1の上枠との間に支持部材 3を配設して振動体 2を支持（吊り下げた状態で支持）する構成を採用することもできる。さらに、振動体 2の下面中央部分とポビン 1 1の下枠との間、および振動体 2の上面中央部分とポビン 1 1 の上枠との間にそれぞれ支持部材 3を配設して振動体 2を上下から支持する構成を採用することもできる。さらに、支持部材 3の一端（下端）を下ケース 2 2に固定することにより、ポビン 1 1を介しての支持に代えて、支持部材 3を介して下ケース 2 2によつて直接的に振動体 2を支持する構成を採用することもできる。また、上記した実施の形態では、振動体 2の内部に効率よく磁界を発生させるために、振動体 2により近い第 1 のコイル 4を励磁コイルとして使用すると共に、その外側に位置する第 2のコイル 6を検出コイルとして使用した例について説明したが、第 1のコイル 4を検出コイルとして使用すると共に、その外側に位置する第 2のコイル 6を励磁コイルとして使用する構成を採用することもできる。

また、角速度センサ 1は、単体で使用することもできるが、第 6図に示すように、 3 つの角速度センサ 1 A， 1 B , 1 Cを組み合わせて 3軸の角速度検出装置 3 1を構成することもできる。この角速度検出装置 3 1は、 3つの角速度センサ 1 A, 1 B , 1 Cと、固定部材 3 2と、各角速度センサ 1 A， 1 B , 1 C用の発振駆動回路 5および同期検波回路 7 (いずれも図示せず）とを備えて構成されている。この場合、 1つの角速度センサ 1 Aはその軸が X軸と平行に、もう 1つの角速度センサ 1 Bはその軸が Y軸と平行に、残りの角速度センサ 1 Cはその軸が Z軸と平行になるように設定されて、それぞれ固定部材 3 2に固定される。この角速度検出装置 3 1によれば、 3軸の全てに対する角速度を同時に検出することができる。また、図示はしないが、所定の平面内においてのみ移動する物体に加わる角速度を検出する場合には、例えば、同図における Z軸に配設した角速度センサ 1 Cを除いて、 2つの角速度センサ 1 A， 1 Bで 2軸の角速度検出装置を構成することもできる。

また、上記した角速度センサ 1や角速度検出装置は、ビデオカメラ等に採用されている手ぶれ補正機構（動揺補正機構）に適用することができるのは勿論のこと、航法装置への適用や、自動車および航空機等の姿勢制御装置への適用を図ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 磁歪材料を用いて平面視円板状に形成された振動体と、

前記振動体の軸線を含む第 1の平面上に前記振動体を内包するようにして配設された第 1のコイルと、

前記振動体の表面における前記軸線の通過部位においてこの振動体を支持する非磁性材料製の支持部材と、

前記第 1の平面と交差し前記軸線を含む第 2の平面上に前記振動体および前記第 1のコイルを内包するようにして配設された第 2のコイルと

を備え、

前記第 1のコィルおよび前記第 2のコイルのうちの一方は、供給された励磁電流に基づいて前記振動体の内部に磁界を発生させることによって、前記磁界の方向に沿った振動を振動体に発生させ、

前記第 1のコィルおよび前記第 2のコイルのうちの他方は、角速度によつて生ずる前記振動体の振動変化に応じた磁束変化を検出する

ことを特徴とする角速度センサ。

2 . 前記振動体、前記第 1のコイルおよび前記第 2のコイルを収容する磁性材料製のケースを備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の角速度センサ。

3 . 互いに直交する 2つの軸上にそれぞれ角速度センサを配設して構成された角速度検出装置であって、 '

前記角速度センサは、それぞれ、

磁歪材料を用いて平面視円板状に形成された振動体と、

前記第 1の平面と交差し前記軸線を含む第 2の平面上に前記振動体および前記第 1のコイルを内包するようにして配設された第 2のコイルとを備え、

前記第 1のコイルおよび前記第 2のコイルのうちの一方は、供給された励磁電流に基づいて前記振動体の内部に磁界を発生させることによって、前記磁界の方向に沿った振動を振動体に発生させ、

ことを特徴とする角速度検出装置。

4 . 互いに直交する 3つの軸上にそれぞれ角速度センサを配設して構成された角速度検出装置であって、

前記角速度センサは、それぞれ、

磁歪材料を用いて平面視円板状に形成された振動体と、

前記第 1の平面と交差し前記軸線を含む第 2の平面上に前記振動体および前記第 1のコィルを内包するようにして配設された第 2のコイルと

を備え、

前記第 1のコイルおよび前記第 2のコイルのうちの一方は、供給された励磁電流に基づいて前記振動体の内部に磁界を発生させることによって、前記磁界の方向に沿つた振動を振動体に発生させ、

前記第 1のコイルおよび前記第 2のコイルのうちの他方は、角速度によって生ずる前記振動体の振動変化に応じた磁束変化を検出する

ことを特徴とする角速度検出装匱。